1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה...
Transcript of 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה...
![Page 1: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/1.jpg)
1עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
'המכניקה הנדסית ב ת משה"חפתרון מוצע לבחינ
2018מרץ , ח"תשע אביב :מועד
קריית ביאליק אורט מכללת, ישראל זיכרמן, מר פרץ ברנט-צבי מר: יםמחבר
1שאלה
:Bלנקודה Aבמעבר מנקודה שימור אנרגיה .א
𝐸𝐾 = 𝐸𝑃
𝑚 ∙ v2
2= 𝑚𝑔 ∙ ℎ1
0.5 ∙ 42
2= 0.5 ∙ 10 ∙ ℎ1 → ℎ1 = 0.8 𝑚
𝐿 = 𝐿 ∙ sin 30° + ℎ1
0.5𝐿 = 0.8 → 𝐿 = 1.6 𝑚
.ב
Σ𝐹𝑦 =𝑚 ∙ v𝐵
2
𝑅
𝑇 − 𝑚𝑔 =𝑚 ∙ v𝐵
2
𝐿
𝑇 =𝑚 ∙ v𝐵
2
2+ 𝑚𝑔 =
0.5 ∙ 42
1.6+ 0.5 ∙ 10 = 10 𝑁
![Page 2: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/2.jpg)
2עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
.ג
𝑦 =𝑔 ∙ 𝑡2
𝑟
2 =10 ∙ 𝑡2
2
𝑡2 = 0.4
𝑡 = √0.4 = 0.632 𝑠𝑒𝑐
𝑥 = v𝐵 ∙ 𝑡 = 4 ∙ 0.632 = 2.53𝑚
![Page 3: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/3.jpg)
3עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
2שאלה
.א
.ב
VA = 𝜔3 ∙ 𝑅 → 𝜔3 =VA
𝑅=
0.6
0.3= 2
𝑟𝑎𝑑
𝑠𝑒𝑐
.ג
1.
𝜔2 =VA
𝑂𝐴=
0.6
0.6= 1
𝑟𝑎𝑑
𝑠𝑒𝑐
2.
VB = 𝜔1 ∙ 𝑂𝐵 = 1 ∙ 0.8 = 0.8𝑚
𝑠𝑒𝑐
.ד
𝜔1 =VB
𝐵𝐶=
0.8
0.7= 1.143
𝑟𝑎𝑑
𝑠𝑒𝑐
![Page 4: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/4.jpg)
4עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
3שאלה
:דרוש
.בענף הפעיל של הרצועה 1Sכוח מתיחה .א
𝑖 =𝑛𝑏
𝑛𝑎→ 𝑛𝑏 =
1
2∙ 1500 − 750 𝑟𝑝𝑚
.b= P aPבהנחה שאין הפסדים במערכת:
M𝑡𝑏= 9550000 ∙
Pb
𝑛𝑏= 9550000 ∙
6
750= 76400 𝑁𝑚𝑚
F𝑡 =2 ∙ M𝑡𝑏
D3=
2 ∙ 76400
120≅ 1273.4𝑁
:זווית נטיה
𝛽 = sin−1 (𝐷 − 𝑑
2𝐴) = sin−1 (
240 − 120
2 ∙ 500) = 6.89°
זווית חביקה:
𝛼𝑟𝑎𝑑 = 𝜋 ∙ (1 −𝛽°
90) = 𝜋 ∙ (1 −
6.89°
90) = 2.901 𝑟𝑎𝑑
בענף פעיל:כוח
SN1=
Ft
(1 −1
𝑒𝝁∙𝛼𝑟𝑎𝑑)
=1273.4
(1 −1
𝑒𝟎.𝟑∙2.901)= 2191 𝑁
![Page 5: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/5.jpg)
5עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
)לפי תנאי חוזק(: של הרצועה השטוחה bרוחב .ב
S1 = N ∙ 𝑎 ∙ ([𝜎] − 𝜎𝑏 − 𝜎𝑐)
𝑁 = 1
𝑎 = 𝑏 ∙ ℎ = 8𝑏
[𝜎] = 7 MPa
מאמץ כפיפה ברצועה:
𝜎𝑏 = E ∙h
d= 50 ∙
8
120≅ 3.4 MPa
v =π ∙ d ∙ nb
60000=
𝜋 ∙ 120 ∙ 750
60000= 4.712
𝑚
𝑠𝑒𝑐< 20
𝑚
𝑠𝑒𝑐→ 𝜎𝑐 = 0
2191 = 1 ∙ 8𝑏 ∙ (7 − 3.4 − 0)
2191 = 28.8𝑏 → 𝑏 ≅ 76 𝑚𝑚
מספר רצועות טריזיות הדרוש להעברת ההספק. .ג
מקדם חיכוך מדומה:
μ` =μ
sin 𝛾=
0.3
sin 18°= 0.97
SN1=
Ft
(1 −1
𝑒𝝁′∙𝛼𝑟𝑎𝑑)
=1273.4
(1 −1
𝑒𝟎.𝟗𝟕∙2.901)= 1354.63 𝑁
SN1= N ∙ 𝑎 ∙ ([𝜎] − 𝜎𝑏 − 𝜎𝑐)
𝑎 = 100 𝑚𝑚2
𝜎𝑏 = E ∙h
d= 50 ∙
10
120≅ 4.2 MPa
1354.63 = N ∙ 100 ∙ (7 − 4.2 − 0)
1354.63 = 280 ∙ 𝑁 → 𝑁 ≈ 5
הרצועה הטריזית יעילה יותר, בגלל זווית הטריז שמאפשרת לה העברת כוחות ומומנטים .ד
מאשר רצועה שטוחה. 3הגדולים פי
![Page 6: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/6.jpg)
6עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
4שאלה
:דרוש
., הפועל על הגלMtמומנט פיתול .א
𝑀𝑡 =𝐷
2∙ (𝑆1 − 𝑆2) =
320
2∙ (3200 − 1000) = 352000 𝑁𝑚𝑚 = 352 𝑁𝑚
:Eמקדם בטחון לעומס סטטי בחתך .ב
פועל על הגל מומנט פיתול בלבד. Eבחתך
מקדם בטחון:
𝑆 =𝜏𝑦
𝜏𝑡
מאמץ כניעה בפיתול:
𝜏𝑦 = 0.7 ∙ 𝜎𝑦 = 0.7 ∙ 380 = 266 MPa
.Eמאמץ פיתול קיים בחתך
𝜏𝑡 =M𝑡
0.2 ∙ 𝐷3=
352000
0.2 ∙ 303= 65.185 MPa
𝑆 =𝜏𝑦
𝜏𝑡
=266
65.185≈ 4
![Page 7: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/7.jpg)
7עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
ובדיקת עמידה בתנאי החוזק. Cמקדם בטיחות לעומס סטטי בחתך .ג
פיתול.כפיפה ומומנט על הגל מומנט יםפועל Cבחתך
מקדם בטחון:
𝑆קיים =𝜎𝑦
𝜎𝑒
:*מומנט שקול מרבי )לפי היפותזת מאמץ משיקי מרבי(
המכללה יתכנו פתרונות שונים בהתאם לשיטה לחישוב מומנט שקול מרבי שבחרה
ללמד.
Me = √MbV2 + MbH
2 + Mt2 = √02 + 6500002 + 3520002 = 739200 𝑁𝑚𝑚
מאמץ שקול קיים:
𝜎𝑒 =Me
0.1 ∙ 𝐷𝐶3 =
739200
0.1 ∙ 403= 115.5 MPa
𝑆קיים =𝜎𝑦
𝜎𝑒
=380
115.5= 3.29
:תנאי חוזק
𝑆קיים ≥ [𝑆]
3.29 > 2.5 → הגל עומד בתנאי החוזק
.ובדיקת עמידה בתנאי החוזק Dמקדם בטיחות להתעייפות בחתך .ד
פועל על הגל מומנט כפיפה בלבד. Dבחתך
𝜎𝑏 =Mbmax
0.1 ∙ 𝐷𝐷3 =
460000
0.1 ∙ 353= 107.28 MPa
:Soderbergקריטריון לחומרים משיכים לפי מקדם בטחון להתעייפות
𝑆𝜎′ =
1𝜎𝑎
𝜎𝑒+
𝜎𝑚
𝜎𝑦
𝜎𝑎 = 107.28 MPa
𝜎𝑒 = 120 MPa
𝜎𝑚 = (מאמץ מחזורי) 0
𝜎𝑦 = 380 MPa
𝑆𝜎′ =
1
107.28120 +
0380
= 1.165
:תנאי חוזק
𝑆𝜎′ ≥ [𝑆𝑓]
1.165 < 1.5 → הגל לא עומד בתנאי החוזק להתעיפות
![Page 8: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/8.jpg)
8עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
:בלבד( 3)נדרשו דרכים להגדלת מקדם בטיחות .ה
.בחירת חומר בעל תכונות משופרות
טיפול תרמי
טיפול מכני של פני השטח
הגדלת רדיוס המעבר
שיפור טיב פני השטח
![Page 9: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/9.jpg)
9עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
5שאלה
:נתונים
M12 :ברגים
𝑚𝑚 80 :רדיוס
𝑀𝑡 מומנט סיבוב: = 800 𝑁𝑚
9.8 :דרגת חוזק ברגים
μ𝑜 מקדם חיכוך בין הדיסקה ובין המוט: = 0.25
𝜇 :מקדם חיכוך בין חלקי התבריג = 0.1
𝑓𝑘 = 1 מקדם אבטחה מפני החלקה:
S = 3 מקדם בטחון נדרש לברגים:
:דרוש
בברגים., הדרוש Qכוח הידוק צירי, .א
𝑄 = 𝑓𝑘 ∙ Mt ∙ 𝑟𝑚𝑎𝑥
𝑖 ∙ 𝑛 ∙ Σ𝑟2 ∙ 𝜇𝑜
=1 ∙ 800 000⏞
𝑚→𝑚𝑚
∙ 80
4 ∙ 1 ∙ 802 ∙ 0.25= 10000 𝑁
.Q = 12500 Nבדיקת עמידת הבורג בתנאי החוזק עבור .ב
נתוני הבורג: .1
mm 12 = d
mm 1.75 = p
mm2 76.3 = A
mm 9.853 = d1
mm 10.863 = d2 זווית מעלה: .2
γ = 𝑡𝑎𝑛−1 (𝑖 ∙ p
π ∙ d2) = 𝑡𝑎𝑛−1 (
1 ∙ 1.75
π ∙ 10.863) = 2.935°
זווית חיכוך מתוקנת: .3
𝜑′ = 𝑡𝑎𝑛−1 (𝜇
cos 𝛼) = tan−1 (
0.1
cos 30°) = 6.587°
מאמץ מתיחה: .4
𝜎𝑡 =Q
A=
12500
76.3= 163.826 MPa
![Page 10: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/10.jpg)
10עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
מאמץ פיתול: .5
𝜏𝑡 =𝑄 ∙ 𝑑2 ∙ 𝑡𝑎𝑛(𝛾 + 𝜑′)
0.4 ∙ 𝑑13 =
12500 ∙ 10.863 ∙ 𝑡𝑎𝑛(2.935 + 6.587)
0.4 ∙ 9.8533= 59.53 MPa
מאמץ שקול בבורג: .6
𝜎𝑒 = √𝜎𝑡2 + 3 ∙ 𝜏𝑡
2 = √163.8262 + 3 ∙ 59.532 = 193.57 MPa
מאמץ מותר: .7
𝜎𝑦 = 720 MPa
[𝜎𝑒] =𝜎𝑦
𝑆=
720
3= 240 MPa
בדיקה: .8
𝜎𝑒 = 193.57 > [𝜎𝑒] = 240 MPa → הבורג עומד בתנאי החוזק
מומנט סגירה כולל: .ג
𝑀𝑡𝑜𝑡 =𝑄 ∙ 𝑑2 ∙ [𝑡𝑎𝑛(𝛾 ± 𝜑′) + 1.44 ∙ 𝜇1]
2
𝑀𝑡𝑜𝑡 =12500 ∙ 10.863 ∙ [tan(2.935 + 6.587) + 1.44 ∙ 0.1]
2= 21510 𝑁𝑚𝑚
ניתן להקטין את בוע.קנשאר Mהמומנט החיצוני R=120 mm משנים את רדיוס הברגים .ד
:Qכוח ההידוק
𝑄⏞↓
= 𝑓𝑘 ∙ Mt ∙ 𝑟𝑚𝑎𝑥⏞
↑
𝑖 ∙ 𝑛 ∙ Σ𝑟2⏟↑
∙ 𝜇𝑜
הגדלת הרדיוס תגרום להקטנת כוח ההידוק.
![Page 11: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/11.jpg)
11עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
6שאלה
![Page 12: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/12.jpg)
12עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
:דרוש
.כוללתהתנגדות תרמית .א
פנימית:הסעת חום
𝐴1 = 𝜋 ∙ 𝑑1 ∙ 𝐿 = 𝜋 ∙ 0.25 ∙ 0.4 = 0.314 𝑚2
𝑅𝐶1 =1
ℎ1 ∙ 𝐴1=
1
400 ∙ 0.314= 0.008
℃
𝑊
:)חוק פורייה( הולכת חום מעטפת פלסטיק
𝑅2 =𝑙𝑛 (
𝑟2
𝑟1)
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝐿 ∙ 𝑘1=
𝑙𝑛 (0.13
0.125)
2 ∙ 𝜋 ∙ 0.4 ∙ 0.4= 0.039
℃
𝑊
:)חוק פורייה( הולכת חום בידוד קלקר
𝑅3 =𝑙𝑛 (
𝑟3
𝑟2)
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝐿 ∙ 𝑘2=
𝑙𝑛 (0.15
0.135)
2 ∙ 𝜋 ∙ 0.4 ∙ 0.03= 1.9
℃
𝑊
:הסעת חום חיצונית
𝐴4 = 𝜋 ∙ 𝑑3 ∙ 𝐿 = 𝜋 ∙ 0.3 ∙ 0.4 = 0.377 𝑚2
𝑅𝑐2 =1
ℎ2 ∙ 𝐴4=
1
15 ∙ 0.377= 0.177
℃
𝑊
סה"כ התנגדות:
𝑅𝑡𝑜𝑡 = 𝑅𝐶1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅𝑐2 = 0.008 + 0.039 + 1.9 + 0.177
𝑅𝑡𝑜𝑡 = 2.124℃
𝑊
שטף חום העובר דרך מעטפת המכל: .ב
𝑄 =Δ𝑇
𝑅𝑡𝑜𝑡=
35 − 4
2.124= 14.595 𝑊
![Page 13: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/13.jpg)
13עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
.)התנגדות להסעת החום( Aטמפרטורת נקודה .ג
שטח מעבר החום אחיד לכל ההתנגדויות )חוק קירכוף לזרם במעגל חשמלי בעל
התנגדויות בטור(.
𝑄 = 𝑐𝑜𝑛𝑡
𝑄 = ℎ2 ∙ 𝐴2(𝑇𝑜𝑢𝑡 − 𝑇𝐴) → 𝑇𝐴 = 35 −14.595
15 ∙ 0.377= 32.42℃
פי כמה יגדל שטף החום לאחר הסרת בידוד הקלקר ? .ד
התנגדות חדשה:סה"כ
𝑅𝑡𝑜𝑡 ∗= 𝑅𝐶1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅𝑐2 = 0.008 + 0.039 + 0.177
𝑅𝑡𝑜𝑡 ∗= 0.224℃
𝑊
𝑄 ∗=Δ𝑇
𝑅𝑡𝑜𝑡=
35 − 4
0.224= 138.4 𝑊
יחס שטפי חום:
𝑄 ∗
𝑄=
138.4
14.595= 9.48
![Page 14: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/14.jpg)
14עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
משקל בוכנה: .ה
𝐴2 = 0.785 ∙ 𝑑22 = 0.785 ∙ 0.12 = 0.00785 𝑚2
𝐹2 = 𝑃𝐶 ∙ 𝐴2 = 5100 ∙ 0.00785 = 40035 N
.4hגובה עמוד השמן .ו
𝑃𝑜 = 𝑃𝐶 + 0.25 ∙ 0.8 ∙ 104 − ℎ4 ∙ 0.8 ∙ 104
0 = 5100 + 2000 − 8000ℎ4
8000ℎ4 = 7100
ℎ4 = 0.89 𝑚
![Page 15: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/15.jpg)
15עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
7שאלה
:דרוש
.א
:(ראה טבלת קיטור מטה) תכונות קיטור בכניסת הטורבינה .1
𝑃3 = 8 𝑀𝑃𝑎, 𝑇3 = 400℃, ℎ3 = 3138.3 𝑘𝐽
𝑘𝑔
שחון –מצב קיטור .2
𝑆3 = 6.3634 𝑘𝐽
𝑘𝑔 ∙ °𝑘
ואנטלפיהאיכות קיטור .ב
𝑃4 = 0.7 𝑏𝑎𝑟, 𝑆3 = 𝑆4 = 6.3634 𝑘𝐽
𝑘𝑔 ∙ °𝑘
𝑆𝑓 = 1.1919 𝑘𝐽
𝑘𝑔 ∙ °𝑘 , 𝑆𝑔 = 7.4797
𝑘𝐽
𝑘𝑔 ∙ °𝑘
לכן:
𝑆𝑓 < 𝑆4 < 𝑆𝑔.כלומר הקיטור רווי
𝑋4 =𝑆4 − 𝑆𝑓
𝑆𝑔 − 𝑆𝑓=
6.3634 − 1.1919
7.4797 − 1.1919= 0.822
אנטלפיה:
ℎ4 = ℎ𝑓 + 𝑋4 ∙ ℎ𝑓𝑔 = 376.7 + 0.822 ∙ 2283.3 = 2253.6𝑘𝐽
𝑘𝑔
עבודה סגולית: .ג
𝑤𝑜𝑢𝑡 = ℎ3 − ℎ4 = 3138.3 − 2253.6 = 884.7𝑘𝐽
𝑘𝑔
ספיקה מסית של קיטור: .ד
�̇� =�̇�𝑜𝑢𝑡
𝑤𝑜𝑢𝑡=
5000
884.7= 5.65
𝑘𝐽
𝑘𝑔
שטף החום הנפלט מהקיטר במעבה: .ה
ℎ1 = ℎ𝑓 = 376.7𝑘𝐽
𝑘𝑔
�̇�𝑜𝑢𝑡 = �̇� ∙ (ℎ4 − ℎ1) = 5.65 ∙ (2253.6 − 376.7) = 10604 𝑊
![Page 16: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/16.jpg)
16עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
![Page 17: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/17.jpg)
17עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
8שאלה
דרוש:
.א
התהליכים לא מהווים מחזור משום שבסוף התהליכים האוויר לא חוזר למצבו שלושת .ב
ההתחלתי.
חישוב תוכונת האוויר בנקודות שונות: .ג
T [°k] ]3V [m P [bar] נקודה
1 298 0.0086 1
2 407.7 0.0039 3
3 873 0.0039 6.42
4 1924 0.0086 6.42
:1נקודה
𝑉1 =𝑚 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇1
𝑃1=
0.01 ∙ 287 ∙ 298
105= 0.0086 𝑚3
:2נקודה
𝑉2 = 𝑉1 ∙ (P1
P2)
1𝑘
= 𝑉1 ∙ (1
3)
11.4
= 0.0039𝑚3
𝑇2 =𝑃2 ∙ 𝑉2
𝑚 ∙ 𝑅=
3 ∙ 105
0.01 ∙ 287= 407.7 °k
![Page 18: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/18.jpg)
18עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
:3נקודה
𝑃3 =𝑚 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇3
𝑉2=
0.01 ∙ 287 ∙ 873
0.0039= 642438 𝑃𝑎 = 6.42 𝑏𝑎𝑟
:4נקודה
𝑇4 =𝑃4 ∙ 𝑉4
𝑚 ∙ 𝑅=
6.42 ∙ 105 ∙ 0.0086
0.01 ∙ 287= 1924 °k
תהליך:עבודה בכל .ד
𝑊1−2 =𝑚 ∙ 𝑅 ∙ (𝑇1 − 𝑇2)
𝑘 − 1=
0.01 ∙ 287 ∙ (298 − 407.7)
1.4 − 1= −786.9 𝐽
עבודה מושקעת:
𝑊2−1 = 0 𝐽
𝑊2−3 = 𝑃3 ∙ (𝑉4 − 𝑉3) = 6.42 ∙ 105 ∙ (0.0086 − 0.0039) = 3017.4 𝐽
.כמות חום בכל תהליך .ה
𝑄1−2 = 0 𝐽
𝑄2−3 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑉 ∙ (𝑇3 − 𝑇2) = 0.01 ∙ 717.5 ∙ (873 − 407.7) = 3338,6 𝐽
𝑄3−4 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑉 ∙ (𝑇4 − 𝑇3) = 0.01 ∙ 1004.5 ∙ (1924 − 873) = 10557 𝐽
![Page 19: 1 הלאש¤תרון...4 דומע 2018 ץרמ ,ח"עשת ביבא דעומ 'ה תיסדנה הקינכמ ח"השמ ןחבמל ןורתפ 3 הלאש:שורד.העוצרה לש ליעפה](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081523/5fdee09264587c4c66173333/html5/thumbnails/19.jpg)
19עמוד 2018 מרץ, חתשע" אביבמועד 'המכניקה הנדסית מבחן משה"ח פתרון ל
9שאלה